CN108849698A - 一种使用热泵的恒温水产养殖池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用热泵的恒温水产养殖池，包括热泵、辅助电加热器、水泵、膨胀罐、养殖池，热泵设置出水管与回水管，热泵的出水管上设置水泵，热泵的回水管上设置有膨胀罐，养殖池内设置有二次换热器，二次换热器的进口与热泵的出水管连接，二次换热器的出口与热泵的回水管连接，在热泵的出水管与回水管之间设置第一旁通支路，辅助电加热器设置在第一旁通支路上。本发明采用热泵作为水产养殖池的主要冷源和热源，辅助电加热为备用热源，确保养殖池全年恒温；使用二次换热器，避免养殖池的水与热泵换热器直接接触；选用价格便宜，施工方便的塑料换热器作为二次换热器，塑料换热器被浸没在养殖池中，直接加热和冷却养殖池内的水。
Description
技术领域
本发明涉及一种水产养殖池，尤其是涉及一种使用热泵的恒温水产养殖池。
背景技术
水产养殖过程中，养殖池的水温控制是一项关键技术，水温过高或过低都会抑制养殖物的生长，甚至造成养殖物死亡。为了保持养殖池内水温恒定，需要对养殖池的水体进行加热或降温。
热泵是一种利用制冷剂热泵循环供冷供热的节能技术，尤其是加热效率远高于传统的电加热，同时没有燃煤锅炉的空气污染问题。热泵可以从空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功转化为高品位热能。CN207100197U提出了一种太阳能和空气源热泵混合供暖的养殖系统，降低养殖成本，但其供暖系统非常复杂，初投资昂贵，而且该方案仅利用了热泵的供热，未充分利用热泵机组既能供热又可供冷的能力。CN203336876U提出了一种应用于水产养殖池的四季型热泵，综合利用了养殖池废水的废热，海水源热泵和空气源热泵，实现水产养殖池的高效节能，但是其系统非常复杂，初投资昂贵，而且使用地域受限，仅适用于海边的水产养殖池。
发明内容
为了减少水产养殖的能源消耗，提高养殖收益，本发明提出了一种使用热泵的恒温水产养殖池。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种使用热泵的恒温水产养殖池，包括热泵、辅助电加热器、水泵、膨胀罐、养殖池，
所述热泵设置出水管与回水管，所述热泵的出水管上设置水泵，所述热泵的回水管上设置有膨胀罐，
所述养殖池内设置有二次换热器，所述二次换热器的进口与所述热泵的出水管连接，所述二次换热器的出口与所述热泵的回水管连接，
在所述热泵的出水管与回水管之间设置第一旁通支路，所述辅助电加热器设置在第一旁通支路上。
所述辅助电加热器作为应急冷热源使用，用于热泵检修临时供热和热泵供热不足时辅助供热。
所述水泵作为水路循环动力。
所述膨胀罐在水路中起平衡和缓冲作用。
进一步地，所述热泵出水管上设置有第一检修阀，所述第一检修阀靠近热泵出水口设置，所述热泵回水管上设置有第四检修阀，所述第四检修阀靠近热泵回水口设置。
当热泵机组发生故障时可以关闭上述检修阀进行机组检修，不影响循环水系统中通过应急冷热源，也就是辅助电加热器保持养殖池温度恒定。
进一步地，按水流方向，所述水泵后方设置有第二检修阀，所述膨胀罐前方设置有第三检修阀。即，第二检修阀位于水泵与养殖池内二次换热器的进口之间的出水管上，第三检修阀位于养殖池内二次换热器的出口与膨胀罐之间的回水管上。第二检修阀和第三检修阀，在水路检修时可以关闭。
进一步地，在所述热泵的出水管与回水管之间设置第二旁通支路，所述第二旁通支路上设置有旁通阀。当养殖池换热系统所需的水流量超过热泵的设计流量时，可使用该旁通支路减小通过热泵主机的水流量，降低水循环阻力，节省水泵的功耗。
所述第一旁通支路、第二旁通支路的一端连接在第一检修阀与水泵之间管路上，另一端连接在第四检修阀与膨胀罐之间管路上。
进一步地，所述二次换热器浸没在养殖池中，无毒材料制成的塑料换热器。
进一步地，所述二次换热器为地暖管换热器，所述地暖管换热器由PERT材料制成，可缠绕成不同的形状，并通过固定件固定在养殖池中。
进一步地，所述二次换热器为PPR水管换热器，所述PPR水管换热器为并排设置的多根U型PPR水管，多根U型PPR水管的两端分别同时与热泵的出水管与回水管连接。
进一步地，所述二次换热器为塑料毛细管换热器，所述塑料毛细管换热器设有多片，多片塑料毛细管换热器均同时与热泵的出水管与回水管连接。
进一步地，所述热泵可以为空气源热泵、水源热泵或地源热泵，所述热泵设置有四通换向阀，能够制冷和制热，所述热泵内设置有制冷剂-水换热器，用于加热和冷却水，所述热泵机组壳体上设置有出水管接口和回水管接口。对于一个恒温水产养殖池，热泵机组的台数是非限制的，可以并联设置多台热泵机组。
进一步地，所述养殖池内设置有温度传感器，通过控制热泵的供热量和供冷量可以维持养殖池的水温保持不变。
因为水产养殖户对设备投资成本非常敏感，所以本发明提出一种可以大幅降低初投资的技术方案。首先，大幅简化冷热源系统，使用热泵作为主冷热源，辅助电加热器作为备用热源；其次，在养殖池中放置塑料换热器，在有限的投资下既保证了充足的换热面积，又避免热泵机组直接加热养殖池水使换热器污损。
与现有技术相比，本发明的特征在于：
1.采用热泵作为水产养殖池的主要冷源和热源，辅助电加热为备用热源，确保养殖池全年恒温；
2.使用二次换热器，避免养殖池的水与热泵换热器直接接触；
3.选用价格便宜，施工方便的塑料换热器作为二次换热器，塑料换热器被浸没在养殖池中，直接加热和冷却养殖池内的水。
本发明的有益效果在于：
1.热泵的供暖效率远高于电加热，节省能源和运行费用；
2.热泵可以制冷和制热，水产养殖池可实现全年恒温养殖，不受气候影响，大幅提高养殖池的使用效率；
3.使用二次换热器避免养殖池内的水进入热泵，污损热泵的换热器，降低主机维护成本；
4.使用无毒的塑料换热器作为二次换热器，有效降低系统初投资。
附图说明
图1为实施例1中使用热泵的恒温水产养殖池的结构和流程示意图；
图2为实施例2中使用热泵的恒温水产养殖池的结构和流程示意图；
图3为实施例3中使用热泵的恒温水产养殖池的结构和流程示意图；
图中：1为热泵，2为辅助电加热器，3为水泵，4为膨胀罐，5为养殖池，11为第一检修阀，12为第二检修阀，13为第三检修阀，14为第四检修阀，15为旁通阀，31为地暖管换热器，32为PPR水管换热器，33为塑料毛细管换热器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种使用热泵的恒温水产养殖池，结构和流程示意图如图1所示，包括热泵1、辅助电加热器2、水泵3、膨胀罐4、养殖池5，热泵1设置出水管与回水管，热泵1的出水管上设置水泵3，热泵1的回水管上设置有膨胀罐4，养殖池5内设置有二次换热器，二次换热器的进口与热泵1的出水管连接，二次换热器的出口与热泵1的回水管连接，在热泵1的出水管与回水管之间设置第一旁通支路，辅助电加热器2设置在第一旁通支路上。辅助电加热器2作为应急冷热源使用，用于热泵检修临时供热和热泵供热不足时辅助供热。水泵3作为水路循环动力。膨胀罐4在水路中起平衡和缓冲作用。
热泵1出水管上设置有第一检修阀11，第一检修阀11靠近热泵1出水口设置，热泵1回水管上设置有第四检修阀14，第四检修阀14靠近热泵1回水口设置。当热泵机组发生故障时可以关闭上述检修阀进行机组检修，不影响循环水系统中通过应急冷热源，也就是辅助电加热器2保持养殖池温度恒定。
按水流方向，水泵3后方设置有第二检修阀12，膨胀罐4前方设置有第三检修阀13。即，第二检修阀12位于水泵3与养殖池5内二次换热器的进口之间的出水管上，第三检修阀13位于养殖池5内二次换热器的出口与膨胀罐4之间的回水管上。第二检修阀12和第三检修阀13，在水路检修时可以关闭。
在热泵1的出水管与回水管之间设置第二旁通支路，第二旁通支路上设置有旁通阀15。当养殖池换热系统所需的水流量超过热泵的设计流量时，可使用该旁通支路减小通过热泵主机的水流量，降低水循环阻力，节省水泵的功耗。
第一旁通支路、第二旁通支路的一端连接在第一检修阀11与水泵3之间管路上，另一端连接在第四检修阀14与膨胀罐4之间管路上。
本实施例中，使用热泵的恒温水产养殖池可以根据现场条件选择空气源热泵，水源热泵和地源热泵，热泵1设置有四通换向阀，能够制冷和制热，热泵1内设置有制冷剂-水换热器，用于加热和冷却水，热泵1机组壳体上设置有出水管接口和回水管接口。对于一个恒温养殖池，热泵机组的台数是非限制的，可以并联设置多台热泵机组。本说明书所列实施例均以空气源热泵为例说明。空气源热泵1的出水管和回水管上分别设置有第一检修阀11和第四检修阀14，当热泵机组发生故障时可以关闭上述检修阀进行机组检修，不影响循环水系统中通过应急冷热源保持养殖池温度恒定。
本实施例中，二次换热器为地暖管换热器31，地暖管换热器31由无毒无害的PERT材料制成，可以缠绕成不同的形状，并通过固定件固定在养殖池5中。地暖管换热器31可以分为多个流路。通过地暖管换热器31可以将热泵主机产生的冷量和热量传到到养殖池5中。地暖管换热器技术成熟，价格便宜，可以弯曲缠绕成各种形状，适用于各类水产养殖池。
本实施例中，养殖池5内设置有温度传感器，通过控制热泵的供热量和供冷量可以维持养殖池的水温保持不变。
在寒冷地区，循环水路中可以添加防冻剂，避免管路冻裂。
实施例2
一种使用热泵的恒温水产养殖池(PPR水管换热器)的结构和流程示意图如图2所示。与实施例1相比，浸没在养殖池5中的二次换热器由若干根U型PPR水管构成。PPR水管无毒无害，强度高，价格便宜，在工程中得到了广泛应用，但是其无法随意弯折，所以适用于换热器铺设后无需移动维护，长期使用的养殖池。
实施例3
一种使用热泵的恒温水产养殖池(塑料毛细管换热器)的结构和流程示意图如图3所示。与实施例1相比，浸没在养殖池5中的换热器由若干片塑料毛细管换热器33构成。塑料毛细管换热器33是将PPR小管径塑料毛细管焊接成网栅结构制成的高效换热器，其具备单位体积换热面积大，换热管壁薄，换热效果好等优点，但是成本较高。
上述实施例中未完整展示水循环的所有部件，实施过程中，在水路中设置水流量调节阀，水过滤器等常见水路辅件，均不能视为对本发明进行了实质性改进，应属于本发明保护范围。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，包括热泵(1)、辅助电加热器(2)、水泵(3)、膨胀罐(4)、养殖池(5)，
所述热泵(1)设置出水管与回水管，所述热泵(1)的出水管上设置水泵(3)，所述热泵(1)的回水管上设置有膨胀罐(4)，
所述养殖池(5)内设置有二次换热器，所述二次换热器的进口与所述热泵(1)的出水管连接，所述二次换热器的出口与所述热泵(1)的回水管连接，
在所述热泵(1)的出水管与回水管之间设置第一旁通支路，所述辅助电加热器(2)设置在第一旁通支路上。
2.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，所述热泵(1)出水管上设置有第一检修阀(11)，所述第一检修阀(11)靠近热泵(1)出水口设置，所述热泵(1)回水管上设置有第四检修阀(14)，所述第四检修阀(14)靠近热泵(1)回水口设置。
3.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，按水流方向，所述水泵(3)后方设置有第二检修阀(12)，所述膨胀罐(4)前方设置有第三检修阀(13)。
4.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，在所述热泵(1)的出水管与回水管之间设置第二旁通支路，所述第二旁通支路上设置有旁通阀(15)。
5.根据权利要求4所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，所述第一旁通支路、第二旁通支路的一端连接在第一检修阀(11)与水泵(3)之间管路上，另一端连接在第四检修阀(14)与膨胀罐(4)之间管路上。
6.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，所述二次换热器为地暖管换热器(31)，所述地暖管换热器(31)由PERT材料制成，可缠绕成不同的形状，并通过固定件固定在养殖池中。
7.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，所述二次换热器为PPR水管换热器(32)，所述PPR水管换热器(32)为并排设置的多根U型PPR水管，多根U型PPR水管的两端分别同时与热泵(1)的出水管与回水管连接。
8.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，所述二次换热器为塑料毛细管换热器(33)，所述塑料毛细管换热器(33)设有多片，多片塑料毛细管换热器(33)均同时与热泵(1)的出水管与回水管连接。
9.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，所述热泵(1)为空气源热泵、水源热泵或地源热泵，所述热泵(1)设置有四通换向阀，能够制冷和制热，所述热泵(1)内设置有制冷剂-水换热器，用于加热和冷却水。
10.根据权利要求1所述的一种使用热泵的恒温水产养殖池，其特征在于，所述养殖池(5)内设置有温度传感器。
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